最新工程力學(xué)課程試題庫(kù)及參考答案

1、精品文檔精品文檔工程力學(xué)課程試題庫(kù)及參考答案一、判斷題：1. 力對(duì)點(diǎn)之矩與矩心位置有關(guān)，而力偶矩則與矩心位置無(wú)關(guān)。2. 軸向拉壓時(shí)無(wú)論桿件產(chǎn)生多大的變形，正應(yīng)力與正應(yīng)變成正比。3. 純彎曲的梁，橫截面上只有剪力，沒(méi)有彎矩。4. 彎曲正應(yīng)力在橫截面上是均勻分布的。5. 集中力所在截面上，剪力圖在該位置有突變，且突變的大小等于該集中力。6. 構(gòu)件只要具有足夠的強(qiáng)度，就可以安全、可靠的工作。7. 施加載荷使低碳鋼試件超過(guò)屈服階段后再卸載，材料的比例極限將會(huì)提高。8. 在集中力偶所在截面上，剪力圖在該位置有突變。9. 小柔度桿應(yīng)按強(qiáng)度問(wèn)題處理。10. 應(yīng)用平面任意力系的二矩式方程解平衡問(wèn)題時(shí)，兩矩心位

2、置均可任意選擇，無(wú)任何限制。11. 純彎曲梁橫截面上任一點(diǎn)，既有正應(yīng)力也有剪應(yīng)力。12. 最大切應(yīng)力作用面上無(wú)正應(yīng)力。13. 平面平行力系有 3個(gè)獨(dú)立的平衡方程。14. 低碳鋼試件在拉斷時(shí)的應(yīng)力為其強(qiáng)度極限。15. 若在一段梁上作用著均布載荷，則該段梁的彎矩圖為傾斜直線。16. 僅靠靜力學(xué)平衡方程，無(wú)法求得靜不定問(wèn)題中的全部未知量。17. 無(wú)論桿件產(chǎn)生多大的變形，胡克定律都成立。18. 在集中力所在截面上，彎矩圖將出現(xiàn)突變。二、單項(xiàng)選擇題：1. 圖1所示桿件受力，1-1、2-2、3-3截面上軸力分別是圖1A.O, 4F，3FB. -4F，4F，3F C.O, F，0 D.O, 4F，3F2.圖

3、2所示板和鉚釘為同一材料,已知；bs =2 。為充分提高材料利用率則鉚釘?shù)闹睆綉?yīng)該是圖2A. d = 2'B. d = 4、C. d 二土D. jiji3. 光滑支承面對(duì)物體的約束力作用于接觸點(diǎn)，其方向沿接觸面的公法線A. 指向受力物體，為壓力B.指向受力物體，為拉力C. 背離受力物體，為壓力D.背離受力物體，為拉力4. 一等直拉桿在兩端承受軸向拉力作用，若其一半為鋼，另一半為鋁，則兩段的A.應(yīng)力相同，變形相同C.應(yīng)力不同，變形相同5. 鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞是A.沿橫截面拉斷B.B.應(yīng)力相同，變形不同D.應(yīng)力不同，變形不同沿45°螺旋面拉斷沿45°螺旋面剪斷6.圖2跨度

4、為I的簡(jiǎn)支梁，整個(gè)梁承受均布載荷q時(shí)，梁中點(diǎn)撓度是Wc5q|4 ，圖示簡(jiǎn)支梁跨中撓度384 EIC.沿橫截面剪斷D.1536EI384EIB.比例極限提高，塑性降低D.比例極限不變，塑性不變沿45°斜截面拉斷沿45°斜截面剪斷44A. 3 B. 5ql 768EI192EI7. 塑性材料冷作硬化后，材料的力學(xué)性能變化的是A.比例極限提高，彈性模量降低C.比例極限不變，彈性模量不變8. 鑄鐵試件軸向拉伸破壞是A.沿橫截面拉斷B.C.沿橫截面剪斷D.9. 各向同性假設(shè)認(rèn)為，材料沿各個(gè)方向具有相同的A.外力 B. 變形 C. 位移 D.力學(xué)性質(zhì)10. 材料不同的兩根受扭圓軸，其直

5、徑和長(zhǎng)度均相同，在扭矩相同的情況下，它們的最大切應(yīng)力 和相對(duì)扭轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系正確的是A. 最大切應(yīng)力相等，相對(duì)扭轉(zhuǎn)角相等B. 最大切應(yīng)力相等，相對(duì)扭轉(zhuǎn)角不相等C. 最大切應(yīng)力不相等，相對(duì)扭轉(zhuǎn)角相等D. 最大切應(yīng)力不相等，相對(duì)扭轉(zhuǎn)角不相等11低碳鋼試件扭轉(zhuǎn)破壞是A.沿橫截面拉斷B.沿45°螺旋面拉斷C.沿橫截面剪斷D.沿45°螺旋面剪斷12.整根承受均布載荷的簡(jiǎn)支梁，在跨度中間處A.剪力最大，彎矩等于零B.剪力等于零，彎矩也等于零C.剪力等于零，彎矩為最大D.剪力最大，彎矩也最大 三、填空題：1. 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上各點(diǎn)的切應(yīng)力與其到圓心的距離成 比。2. 梁上作用著均布載

6、荷，該段梁上的彎矩圖為 。3. 偏心壓縮為的組合變形。4. 柔索的約束反力沿 離開(kāi)物體。5. 構(gòu)件保持的能力稱(chēng)為穩(wěn)定性。6. 圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是 。lDOAIPalOOMPa7. 物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是。8. 階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的彈性模量為E,則桿中最大正應(yīng)力為。9. 梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有 。10. 平面任意力系平衡方程的三矩式，只有滿足三的條件時(shí)，才能成為力系平衡的充要條件。11. 圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在 點(diǎn)處。12. 圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力b ，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是 13. 梁上作用集中力偶位置處，其

7、彎矩圖在該位置有 。14. 圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力b ，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是 15臨界應(yīng)力的歐拉公式只適用于 桿。16. 平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的結(jié)果的三種情形是 。17. 階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A,彈性模量為 E,則截面C的位移為 。BC18. 若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為 四、計(jì)算題：1. 梁結(jié)構(gòu)尺寸、受力如圖所示，不計(jì)梁重，已知q=10kN/m，M=10kNm，求A、B、C處的約束力。uuACSL lm曲丄血JL亠Ir1r n2. 鑄鐵T梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示，C為截面形心。已知lz=60125000mm

8、4, yc=157.5mm，材料許用壓應(yīng)力囚=160MPa，許用拉應(yīng)力ot=4OMPa。試求：畫(huà)梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條 件校核梁的強(qiáng)度。tun t n 怙D3m1m 3. 傳動(dòng)軸如圖所示。 已知 Fr=2KN ,Ft=5KN , M=1KN m, l=600mm，齒輪直徑 D=400mm，軸的q|=100MPa。試求：力偶 M的大??；作 AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)軸AB的直徑do4. 圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知lz=4500cm4, y1=7.14cm, y2=12.86cm，材料許用壓應(yīng)力囚=120MPa，許用拉應(yīng)力ot=35MPa, a=1m。

9、試求：畫(huà)梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條 件確定梁截荷Po5. 如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力F1，水平力F2，實(shí)心軸AB的直徑d，長(zhǎng)度I，拐臂的長(zhǎng)度a。試求：作AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。計(jì)算AB軸危險(xiǎn)點(diǎn)的第三強(qiáng)度理論相當(dāng)應(yīng)力。6. 圖所示結(jié)構(gòu)，載荷P=50KkN , AB桿的直徑d=40mm ,長(zhǎng)度l=1000mm,兩端鉸支。已知材料E=200GPa, op=200MPa， cs=235MPa , a=304MPa , b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù) nst=2.0, d=140MPa。試校核 AB 桿 是否安全。7.鑄鐵梁如圖5，單位為mm ,| (kin已知lz=10180cm

10、4，材料許用壓應(yīng)力試求：畫(huà)梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條件確定梁截荷呵=160MPa，許用拉應(yīng)力(r=40MPa , P。2F1400 一 剛8.圖所示直徑 d=100mm的圓軸受軸向力 F=700kN與力偶 M=6kNm的作用。已知 M=200GPa,廳0.3,d=140MPa。試求：作圖示圓軸表面點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖。求圓軸表面點(diǎn)圖示方向的正應(yīng)變。按第 四強(qiáng)度理論校核圓軸強(qiáng)度。9. 圖所示結(jié)構(gòu)中，q=20kN/m，柱的截面為圓形 d=80mm，材料為Q235鋼。已知材料E=200GPa，鏟200MPa ,cs=235MPa , a=304MPa , b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù) nst=

11、3.0, (=140MPa。試校核柱 BC 是否安全。10. 如圖所示的平面桁架，在鉸鏈H處作用了一個(gè) 20kN的水平力，在鉸鏈 D處作用了一個(gè)60kN的垂直力。求A E處的約束力和 FH桿的內(nèi)力。11. 圖所示圓截面桿件 d=80mm長(zhǎng)度l=1000mm承受軸向力 Fi=30kN,橫向力F2=1.2kN，外力偶 M=700Nm 的作用，材料的許用應(yīng)力b =40MPa,試求：作桿件內(nèi)力圖。按第三強(qiáng)度理論校核桿的強(qiáng)度。12. 圖所示三角桁架由 Q235鋼制成，已知 AB AC BC為1m桿直徑均為 d=20mm已知材料 E=200GPa b p=200MPa b s=235MPa a=304MP

12、a b=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) nst =3.0。試由BC桿的穩(wěn)定性求這個(gè)三 角架所能承受的外載 F。13. 槽形截面梁尺寸及受力圖如圖所示,AB=3m, BC=1m, z軸為截面形心軸，lz=1.73 x 108mrfi, q=15kN/m。材料許用壓應(yīng)力b c=160MPa ,許用拉應(yīng)力b t=80MPa。試求：畫(huà)梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng) 力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。纟AB C14. 圖所示平面直角剛架 ABC在水平面xz內(nèi)，AB段為直徑d=20mnt勺圓截面桿。在垂直平面內(nèi)F=0.4kN ,在水平面內(nèi)沿 z軸方向F2=0.5kN ,材料的b =140MPa。試求：作 AB段各基本變形

13、的內(nèi)力圖。按第三強(qiáng)度理論校核剛架AB段強(qiáng)度。15. 圖所示由5根圓鋼組成正方形結(jié)構(gòu)，載荷P=50KkN, l=1000mm桿的直徑 d=40mm聯(lián)結(jié)處均為鉸鏈。已知材料 E=200GPa b p=200MPa b s=235MPaa=304MPab=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) nt=2.5, b =140MPa。試校核1桿是否安全。（15分）16.圖所示為一連續(xù)梁，已知q、a及17.圖所示直徑為d的實(shí)心圓軸，受力如圖示，試求：作軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強(qiáng)度理論導(dǎo)出此軸危險(xiǎn)點(diǎn)相當(dāng)應(yīng)力的表達(dá)式。18.如圖所示，AB=800mm A（=600mm BC=1000mm桿件均為等直圓桿，直徑d=2

14、0mm材料為 Q235鋼。已知材料的彈性模量 E=200GPa d p=200MPa d s=235MPa a=304MPa b=1.12MPa。壓桿的穩(wěn)定安全系數(shù) nst=3，試由CB桿的穩(wěn)定性求這個(gè)三角架所能承受的外載F。參考答案、判斷題：1. V 2. X3.X 4. X5.V6.X 7.V8. X 9. V 10. X11. X 12. X13.X 14. X15.X16.V 17.X18. X二、單項(xiàng)選擇題:1.A 2.D 3.A4.B5.B 6.A7.B8.A9.D10.B11.C12.C三、填空題：1.正 2.二次拋物線3.軸向壓縮與彎曲4.柔索軸線5.原有平衡狀態(tài) 6.100M

15、Pa7. 變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))與運(yùn)動(dòng)效應(yīng)(外效應(yīng))8.5 F/2A 9. 突變 10. 不共線 11.C12.2 t xW 13. 突變14.、.匚2 42十15.大柔度(細(xì)長(zhǎng)) 16.力、力偶、平衡17.7 Fa/2 EA 18. 斜直線四、計(jì)算題：1. 解：以CB為研究對(duì)象，建立平衡方程7 Mb(F) =0： 10 1 0.5-Fc 2=0'、' Fy =0:Fb Fc -10 1 =0解得：Fb =7.5kNFc =2.5kN以AC為研究對(duì)象，建立平衡方程.二 Fy =0:FAy -Fc =0、Ma(F) =0:Ma 10-Fc 2 =0解得：FAy =2.5kN Ma =

16、-5kN m2. 解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Mb(F) =0:10 2 1 -20 3 Fd 4=0、Fy =0:Fb Fd -102 -20 =0解得： FB =30kNFD =10kN梁的強(qiáng)度校核y1 =157.5mmy2 =230 T57.5 = 72.5mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核B截面M By2-tmax :1 z20 103 72.5 10-1260125000 10-= 24.1MPa 十tC截面M c yi- tmax :1 z10 103 157.5 10-60125000 10J2=26.2MPa 十 t壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在B截面）_ M By1-'cm

17、ax 1 z20 103 157.5 10-60125000 10J2=52.4MPa _ ；c所以梁的強(qiáng)度滿足要求3.解：以整個(gè)系統(tǒng)為為研究對(duì)象，建立平衡方程二 Mx（F） =0: Ft -M =0 2解得：M =1kN m（ 3 分）求支座約束力，作內(nèi)力圖由題可得：FAy = FBy =1kNFaz = Fbz =2.5kNIkN'm由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在C處Jm 2 +T232j(M；+M；)+T2十- ：二 d34.解：-3 32皿心T2®mm二求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖、Ma(F) =0:FDy 2 -2P 1-P 3=0、Fy =0:FAy - FDy -2

18、P -P =0解得:15FAyPFDy=尹1+一1 $尸梁的強(qiáng)度校核 拉應(yīng)力強(qiáng)度校核 C截面'"tmax0.5Pa yIzD截面.P _24.5kN_ M d yi-tmax1 zPa yiIzP _22.1kN壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）MdY2Pa y2"-cmax _zz.P 42.0kN所以梁載荷P22.1kN5.解： 由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在 A處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為Fn M 4F2 32 伍護(hù)(F1)22廠A W 二 d二 dT 16RaWp二 d”-'r3=d口2 +4,4F2*32/(F2a)2+(F1)2

19、73)2 4(16Ff)6.解：以CD桿為研究對(duì)象，建立平衡方程x MC(F) =0：0.8 Fab 0.650 0.9 =0解得:Fab =93.75kN1 100040/4-100AB桿柔度屮 h =i二2 200 109200 106-99.3由于'-'p，所以壓桿AB屬于大柔度桿二2 200 109402 E 必&訕1002工作安全因數(shù)n fz2481 毛.65 nstFab93.75所以AB桿安全7.解：梁的強(qiáng)度校核y = 96.4mmy2 = 250 -96.4 = 153.6mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核A截面"-tmaxMa%0.8P yiIzC截面P _

20、52.8kN"-tmaxM C y20.6P y2IzIzP E44.2kN壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在A截面）_ M A y2cmax-I z0.8P y2Iz4c.P _132.6kN所以梁載荷P44.2kN8.解：點(diǎn)在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力FnA34 700 10 = 2二 0.1=89.1MPa3T 16 6 10WP 一 - 0.13= 30.6MPa點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖如圖Y| SSUMPii3D6MP3 由應(yīng)力狀態(tài)圖可知 g<=89.1MPa , g=0, T=30.6MPa-x -y -x - ycos2： - x sin2二2 2二 45o =13.95MPa

21、二舉。=75.15MPa由廣義胡克定律1 1 6 5 ；45o(二45o 45o)亍(13.950.3 75.15) 10 = -4.2975 1045E45舉200109強(qiáng)度校核t 二，二23.289.12 3 30.62 =103.7MPa 七9.所以圓軸強(qiáng)度滿足要求解：以梁AD為研究對(duì)象，建立平衡方程'、' Ma(F) =0：Fab 4 -20 5 2.5 =0解得：Fbc =62.5kNBC桿柔度T 4=20080/429二 200 10200 106= 99.3由于 - 'p，所以壓桿BC屬于大柔度桿二2 200 109 二 802 1 0“2002-248.

22、1kN工作安全因數(shù)Fab2481 =3.97 nst62.510.所以柱BC安全解：以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，建立平衡方程' Fx =0:Fex-20=0、Fy =0:FAy - FEy -60=0' Ma(F)=0:FEy 8 -20 3-60 6 =0解得：Fex =20kNFEy =52.5kN Fa=7.5kN過(guò)桿FH、FC、BC作截面，取左半部分為研究對(duì)象，建立平衡方程12' Mc(F) =0:-FAy 4-Fhf05解得：Fhf =-12.5kN11.解：3()kO .TkN m由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在固定端處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為430 呼

23、 32 12 lj29.84MPaWz 二 0.08二 0.08TT =wpX=6.96MPa二 0.08G3.C2 4-<29.842 4 6.962 =32.9MPaE叮所以桿的強(qiáng)度滿足要求12.解：以節(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象，由平衡條件可求BC桿柔度扎=i1 100020/4= 200由于 - 'p，所以壓桿BC屬于大柔度桿+心亠2 型109 4=15.5kN15.5F一門(mén)或=3.0-420024Fcrn =F AB解得：F _5.17kN13.解： 求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖' MA(F) =0: FBy 3-15 4 2 =0' Fy =0:FAy FBy -15 4 =0解得:FAy =20kNFBy =40kN梁的強(qiáng)度校核 拉應(yīng)力強(qiáng)度校核D截面”_ M D yi-tmax '1 z3340/3 10 183 10-1.73 108 10J2= 14.1MPa 十 tB截面尺_(dá) M By2-tmax :Iz7.5 103 400 10-1.73 108 10J2=17.3MPa_G壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)